Палладиевые нанопроволоки превратили в хранилище водорода

Gilbert et al. / Chemistry of Materials, 2017

Разработан более простой и эффективный метод, позволяющий получать палладиевую нанопену с плотностью до десятой доли процента от плотности палладия, и в полтора миллиона раз большей площадью поверхности. Предполагается, что такой материал позволит более эффективно хранить водород для топливных элементов. Исследование американо-британской группы ученых опубликовано в журнале Chemistry of Materials.

В качестве альтернативы нефти и газу, как источникам энергии для транспорта, в основном рассматривается электричество, получаемое в том числе с помощью водородных установок. Несмотря на то, что существуют прототипы и мелкосерийные автомобили, использующие водород в качестве топлива для двигателя внутреннего сгорания, практически все подобные разработки работают на топливных элементах. В них водород хранится не в газообразной или жидкой форме, а в виде химических соединений с другими элементами.

Одним из наиболее «вместительных» для водорода материалов является палладий. Ранее из него уже получали нанопену с помощью золь-гель процесса, но в этом случае нужны высокие давление и температура, и в результате получаются структуры с плотностью в несколько процентов от плотности объемного палладия. Исследователи нашли более простой и эффективный способ создания палладиевых структур для поглощения большого количества водорода. Для этого с помощью электроосаждения в пористую матрицу создаются палладиевые нанопроволоки диаметром от 10 до 200 нанометров. Затем матрица удаляется, и образуется взвесь нанопроволок в воде. За счет ультразвуковых колебаний она превращается в пульпу, которая погружается в жидкий азот. Cтруктура из нанопроволок и льда помещается в вакуум, и после испарения льда превращается в нанопену, которая может быть дополнительно упрочнена за счет спекания.

Ученые исследовали полученный материал и выяснили, что по сравнению с обычным палладием такая пористая модификация имеет до полутора миллиона раз большую площадь поверхности, и до ста раз меньшую плотность - в зависимости от толщины нанопроволок. Исследователи отмечают, что новый метод не требует применения высоких температур или опасных веществ в производстве, а высокая способность накапливать водород в виде гидридов может быть использована для создания эффективных топливных элементов.

На днях британские исследователи предложили использовать для хранения водорода пористый уголь, получаемый при гидротермальной карбонизации сигаретных окурков.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.